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以太网方案

嵌入式以太网的趋势
最理想的是嵌入式web服务器
以太网进攻工业控制成为必然趋势传统的以太网直接进入工业控制领域目前还存在一些问题,主要是因为
以太网是为办公自动化设计的,并没有考虑到工业应用的要求。首先以太网的媒体访问方式 CSDA/CD 不能保证网络传输的确定性,也就是说以太网不具有实时性。其次以太网所用的接插件、集线器、交换机和传输介质等设备不能满足工业现场恶劣环境的要求。再次,以太网还不具备通过信号线向现场仪表供电的性能。 随着网络技术的发展,上述问题正在迅速得到解决,为以太网进入工业控制领域铺平了道路,为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。
以太网方案 MCU+集成MAC控制器/PHY收发器的独立芯片MCU+ ENC28J60   ENC424J600/ENC624J600
实现简单
据称ENC28J60也发热
//enc28j60支持DMA方式传输数据  速度应该能符合要求,MCU速度快的话,UDP能达到500KB/秒的速度,这个数据是有人测过的。
只是这个芯片功耗较大,有发热的毛病,设计时需加强3.3V供电的富余。
//ENC28J60大概20几块钱可以买到,可以到贝能去申请样片
//
Microchip的ENC28J60采用SPI方式控制,所以整个电路较为简单,对于小型应用比较有优势,成本也较好控制。
这里有一个例子,采用了一片Mega88和一片ENC28J60
http://tuxgraphics.org/electronics/200606/article06061.shtml#06061lfindex12
源代码开放,支持UDP,提供了测试代码
源代码现在已经升级到2.4版了,下面是下载:
点击此处下载ourdev_175219.rar(文件大小:134K)
//有DIP封装的方便做实验中
//我是在taobao找到的,价格是25元一片
MCU+ENC28J60 //数据量太大了,enc28j60不知道能胜任否,他的spi口理论上是10m的。每秒192K字节,串行的话要大于2M的单向流量,mcu和enc28j60通过spi的交互,感觉有些吃力。 我没用过enc28j60。
MAC控制器/PHY收发器全集成于CPU的方案
  • 完全一体化 PIC18F97J60 系列  PIC18F97J60 系列带有以太网模块的64/80/100 引脚高性能1 Mb 闪存单片机
  • 瑞萨科技公司宣布推出SuperH 32位RISC微处理器——SH7619。该处理器具有以太网物理层(PHY)收发器和以太网控制器
  • CS8900a。他是一个真正的单芯片,全双工以太网解决方案。本身集成了由MAC层到PHY层所有的逻辑功能,包括了一个以太网电路所必需的所有的模拟和数字电路。芯片可以自动检查连接状态,单独进行载波侦听、冲突检测、错误重传以及自动填充、CRC校验等功能。对于处理器来说,对网络芯片的访问和控制,如同一段内存空间或者是分配的几个I/O空间一样。集成了一个4 kB的片上存储器,用于临时保存发送和接收到的物理帧以及内部寄存器的值,从而减轻了CPU的负担,简化了软件的复杂度。CS8900A 还支持软件复位,当由于某些预料之外的事件发生,致使芯片功能紊乱网络通信阻断,可通过软件复位重新启动网络通信功能,保证网络通信的健壮性。

由于PHY是数模混合的,集成在一起,性能不是太高,也可能存在发热现象
PIC18F97J60
//如果这个片子足够便宜(35~40元)完全可以取代PIC/51+8019+RAM,如果比较贵(>50元),那我还是倾向于ARM+ENC28J60(26元左右)了
//淘宝上见26元
//据称比较发热
集成MAC控制器的MCU+收发器方案
  • PIC32 +PHY收发器
此方案具有普适性,性能也能提高
PHY整合了大量模拟硬件,而MAC是典型的全数字器件。芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合
也可以使用外部MAC/PHY芯片,常常将这种芯片直接连到处理器的异步存储器接口。虽然以太网MAC/PHY组合芯片的价格持续下降,已达到几乎与独立PHY芯片相当的程度,但其传输速率无法与集成MAC加外部PHY解决方案相比。这是因为,内部MAC通常与系统DMA通道相连,可以设置为发送或接收数据,与内核处理器的交互极少。内部MAC控制器一般可以实现接近于线路速度的性能,具体取决于协议。
半导体厂商搞集成还考虑到一旦集成则只能买单一市场;MAC层是数码电路,PHY层須要模拟电路,兩个集成在一起須要特別工艺,价钱较高.PHY层分工业级或商用,家用,及光纤等..因此集成在一起只能卖单一市場.
PIC32+PHY
//107 + 国半dp83848。手册还有其他建议芯片,我觉得这个83848是个久经考验芯片。
我:性能上当然这个强了,可以后续考虑考虑在里面嵌入web服务器
dp83848是很多评估板上都推荐的
//dp83848见淘宝上也要十几块
//价格:DP83848大概比DM9161贵七到八块,从成本上考虑用DM9161好。
性能:DP83848的网络传输距离为120米,DM9161为100米内,DP83848适用于恶劣的工业环境。
使用:Keil、IAR、FreeRTOS等提供的网络程序全部用DP83848做为驱动片子,网络方面的程序根本就是拿来主义不需要修改,尤其是keil提供的协议栈调用方式上和VC上的SOCK编程差不多;如果使用DM9161,需要自己编写驱动程序,据了解到现在还没有一个让人觉得放心的程序出来。
呵呵!总的来说老板想用DM9161,员工想用DP83848。
//   DM9161AEP,但是这个芯片是商业级的,长时间工作之后很容易出现问题
工业级的DP83848I
------------//PIC32MX5/6/7系列中
H系列(64引脚)比L系列(100引脚)引脚少,少了一些SPI等资源
PIC32MX675F512H 64脚 数据空间最少 官网参考价格1-25和5000+分别为:PIC32MX675F512H-80I/PT 64 TQFP   7.79  5.66 *
PIC32MX695F512H 64脚 比前者多了数据空间; 官网参考价格1-25和5000+分别为: PIC32MX695F512H-80I/PT 64 TQFP  8.44  6.13 *
以上这两个引脚兼容
PIC32MX795F512H 64脚 比前两者多了CAN;官网参考价格1-25和5000+分别为: PIC32MX795F512H-80I/PT 64 TQFP  8.75  6.36 * ;价格淘宝PIC32MX795F512H-PT  55元 江苏 徐州
PIC32MX675F512L 100脚 数据空间最少 官网参考价格1-25和5000+分别为: PIC32MX675F512L-80I/PT 100 TQFP  8.44     6.13 *
PIC32MX695F512L 100脚 比前者数据空间多;官网参考价格1-25和5000+分别为:PIC32MX695F512L-80I/PT 100 TQFP   9.10    6.61 *
以上这两个引脚兼容
PIC32MX795F512L  100脚 比前两者多了CAN;官网参考价格1-25和5000+分别为:PIC32MX795F512L-80I/PT 100 TQFP    9.41    6.83 *
比较倾向于第一组的PIC32MX695F512H,64引脚,并且和675引脚上兼容,如果想要数据空间少一些的话,可直接替换
现在美元汇率6.6
大致50元能拿下来
单片机+控制器+收发器方案这就算了吧

RTL8019AS方案

RTL8019AS以太网控制器是由Realtek公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,具有

8/16位总线模式,集成了IEEE802.3协议标准的介质访问控制子层(MAC)和物理层的性能,

与NE2000相兼容,支持以太网全双工通信方式,支持UTP,AUI和BNC自动检测, 支持16 条

I/O 基本地址选项和额外I/O地址输入输出完全解码方式,支持存储器瞬时读写,收发可同

时达到10Mbps的速率,内置16KB的SRAM,可以方便的与微处理器进行连接

只支持10M

由台湾Realtek公司生产的RTL8019AS以太网控制器,由于其优良的性能、低兼的价格,使其在市场上10Mbps网卡中占有相当的比例。主要性能:
1、符号Ethernet II与IEEE802.3(10Base5、10Base2、10BaseT)标准;
2、全双工,收发可同时达到10Mbps的速率;
3、内置16KB的SRAM,用于收发缓冲,降低对主处理器的速度要求;
4、支持8/16位数据总线,8个中断申请线以及16个I/O基地址选择;
5、支持UTP、AUI、BNC自动检测,还支持对10BaseT拓扑结构的自动极性修正;
6、允许4个诊断LED引脚可编程输出;
7、100脚的PQFP封装。
RTL8019AS以太网控制器是由Realtek公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,具有
8/16位总线模式,集成了IEEE802.3协议标准的介质访问控制子层(MAC)和物理层的性能,
与NE2000相兼容,支持以太网全双工通信方式,支持UTP,AUI和BNC自动检测, 支持16 条
I/O 基本地址选项和额外I/O地址输入输出完全解码方式,支持存储器瞬时读写,收发可同
时达到10Mbps的速率,内置16KB的SRAM,可以方便的与微处理器进行连接
Realtek Full-Duplex Ethernet
Controller with Plug and Play Function
(RealPNP)
The  RTL8019AS  is  a  highly  integrated  Ethernet  Controller  which  offers  a  simple  solution  to
implement a Plug and Play NE2000 compatible adapter with full-duplex and power down features.
With the three level power down control features,  the RTL8019AS  is made  to be an  ideal choice
of the network device for a GREEN PC system. The full-duplex function enables simultaneously
transmission and reception on  the  twisted-pair  link  to a  full-duplex Ethernet switching hub. This
feature  not  only  increases  the  channel  bandwidth  from  10  to  20  Mbps  but  also  avoids  the
performance  degrading  problem  due  to  the  channel  contention  characteristics  of  the  Ethernet
CSMA/CD protocol. The Microsoft's Plug and Play  function can  relieve  the users  from pains of
taking  care  the  adapter's  resource  configurations  such  as  IRQ,  I/O,  and  memory  address,  etc.
However,  for  special  applications  not  to  be  used  as  a  Plug  and  Play  compatible  device,  the
RTL8019AS also supports the jumper and proprietary jumperless options.
继承事业,薪火相传
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